硝酸镧改性钙镁锌催化剂制备生物柴油

通过掺杂不同比例的硝酸镧实现对钙镁锌三金属氧化物固体碱催化剂的改性,对改性催化剂用于制备生物柴油的工艺条件的了优化,并通过SEM的方法对改性催化剂的表面结构进行表征。结果表明硝酸镧的加入可以降低钙镁锌三金属氧化物固体碱催化剂最适催化温度并减少催化剂用量。添加3%(质量分数)的硝酸镧的改性钙镁锌体系催化剂,在反应温度为50℃时,醇油摩尔比为15∶1,反应时间为1h时,生物柴油产率可达到86.8%。这种改性催化剂更适于工业化应用。     

原子层沉积技术在钛改性多孔氧化铝上的应用

采用原子层沉积技术进行Al₂O₃表面钛改性,利用N2吸附-脱附、X射线衍射、X射线荧光分析、透射电镜和热重-微分热重-差示扫描量热等表征手段对改性前后的Al₂O₃载体进行表征。结果表明,钛分散到Al₂O₃表面,Al₂O₃载体表面氧化钛为锐钛矿结构,改性后的载体具有良好的热稳定性。钛分散性与Al₂O₃表面化学环境有关,钛对多孔Al₂O₃表面改性可以通过原子层沉积技术实现。     

ZrO2-Al2O3复合氧化物催化反应精馏合成碳酸二甲酯

采用共沉淀法制备了一系列不同Al₂O₃含量的ZrO₂-Al₂O₃复合氧化物,并在催化精馏实验装置中考察了该催化剂在碳酸丙烯酯（PC）与甲醇酯交换制备碳酸二甲酯（DMC）过程中的催化性能。通过X射线衍射（XRD）、红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）、CO₂程序升温脱附（CO₂-TPD）和NH₃程序升温脱附（NH₃-TPD）等手段对所制备的催化剂进行了表征。结果表明,催化剂表面存在的酸碱性位点是制约PC与甲醇酯交换性能的重要因素。复合氧化物中Al₂O₃含量可以有效调控催化剂的结构特征和表面的酸碱性质,不同于ZrO₂或Al₂O₃单金属催化剂,复合氧化物ZrO₂-Al₂O₃在合成过程中形成了稳定的固溶体结构,导致催化剂表面弱酸量增加,并产生了强碱位点。数据分析表明,催化剂表面的强碱和弱酸含量高时,其催化活性高,说明该反应具有酸碱协同催化作用。当Zr/Al比为1时,弱酸和强碱量均达到最大值,PC的转化率和DMC选择性可达到98.14%和99.96%。催化剂在经过12次循环使用后依旧保持较高的活性,具有良好的结构稳定性。     

三元复合钙基材料CaO-Ca3Al2O6-MgO的合成及其CO2吸附性能

采用Al₂O₃和MgO同时掺杂改性的方法制备了CaO-Ca₃Al₂O₆-MgO复合钙基高温吸附CO₂材料。复合钙基材料孔隙发达,活性物相为CaO,惰性骨架物相为Ca₃Al₂O₆和MgO。Ca₃Al₂O₆/MgO质量比偏小的材料,表面微粒粒径较小。在10%（体积分数,下同）CO₂和90% N₂的混合气气氛下,采用热重分析仪测量了复合钙基材料吸附CO₂容量、碳化反应速率以及循环碳化（670℃）/煅烧（900℃）过程的稳定性。结果发现,复合钙基材料CaO-Ca₃Al₂O₆-MgO具有较好的吸附CO₂性能,提高Ca₃Al₂O₆/MgO质量比,合成材料的循环稳定性较好;降低Ca₃Al₂O₆/MgO质量比,合成材料的碳化反应速率加快,CaO转化率提高。最后,通过对不同循环次数下复合钙材料的比表面积、孔径分布、微观形貌、表面元素分布,晶相、晶粒大小进行研究分析,对合成材料的失活以及掺杂物质对烧结的抑制机理进行了讨论。     

熔盐改性的金属氧化物捕获二氧化碳研究进展

金属氧化物捕获二氧化碳(CO₂)技术是减少碳排放的有效手段，然而其在捕获CO₂方面存在吸附容量低和易板结等问题。目前，熔盐改性金属氧化物可有效解决以上问题。以水滑石类衍生镁铝氧化物、氧化镁和氧化钙为研究对象，综述了掺杂熔盐(如硝酸盐、亚硝酸盐、碳酸盐等)对金属氧化物捕获CO₂性能的影响，分析了熔盐的改性机制，归纳了金属氧化物捕获CO₂的应用进展。未来应更多关注熔盐掺杂体系设计、低成本高选择性吸附材料研发以及CO₂捕获机制研究。同时，在实验中应尽可能模拟实际工况，为后续大规模工业应用提供支持。     

氮掺杂Pd-Cu/Al2O3催化剂富氢气氛下CO优先氧化性能

以Al₂O₃为载体，采用共浸渍法制备Pd-Cu/Al₂O₃和Pd-Cu-N/Al₂O₃催化剂。利用连续流动微反应装置考察氮掺杂对Pd-Cu/Al₂O₃催化剂低温富氢气氛下CO优先氧化性能的影响，结合XRD、FT-IR、H₂-TPR和XPS等手段对催化剂进行表征。结果表明，相较于Pd-Cu/Al₂O₃,Pd-Cu-N/Al₂O₃具有更好的CO优先氧化性能。氮掺杂促进了表面Cu₂Cl(OH)₃的分散，增强了Pd和Cu之间的相互作用，提高了Pd和Cu₂Cl(OH)₃的氧化还原能力。同时，氮掺杂也有利于生成更多的表面活性Cu⁺物种，并且部分进入Pd晶格，抑制了反应过程中PdHx的形成，从而使催化剂催化性能...     

CeO2-Al2O3复合载体负载Ni基催化剂催化COx共甲烷化性能

通过浸渍沉淀法分别制备Ni/Al₂O₃、Ni/CeO₂和Ni/CeO₂-Al₂O₃催化剂，并对其分别进行不同CO/CO₂比例下COx共甲烷化性能评价。发现Ni/Al₂O₃催化剂催化CO转化为CH4的能力明显高于Ni/CeO₂，而催化CO₂甲烷化的性能则相反。采用Ni/CeO₂-Al₂O₃催化剂，可以在提高CO转化率的同时而不降低CO₂转化率。结合BET、XRD、TPR、TPD和原位红外等各种表征手段，发现CeO₂掺杂虽然降低了催化剂的比表面积和金属Ni的分散度，但却可明显提高其吸附活化CO₂的能力，这主要是由于具有较高含量氧空位的CeO₂的掺杂可以提高载体表面碱性位，促使共甲烷过程中CO_...     

硫氮化合物在磷改性NiW/Al2O3加氢催化剂上的吸附行为研究

采用等体积浸渍法制备了一系列以γ-Al₂O₃及磷改性γ-Al₂O₃为载体,Ni、W为活性金属组分的加氢催化剂,以N₂物理吸附-脱附、XRD、NH₃-TPD、Py-IR等技术对Al₂O₃及P/Al₂O₃系列催化剂进行了表征,考察了磷改性对加氢催化剂理化性质的影响,探究了喹啉、吲哚和二苯并噻吩（DBT）吸附行为与催化剂理化性质以及吸附质本身性质的关系。研究发现,喹啉最易于吸附在Al₂O₃及P/Al₂O₃系列催化剂上,吲哚和DBT的吸附能力较为接近;磷的引入会降低催化剂的比表面积和孔体积,但是能够提高喹啉、吲哚及DBT的吸附能力;硫氮化合物在催化剂上的吸附能力随着催化剂表面酸性的增强或酸中心数量的增多、活性金属分散度的增大以及硫氮化合物杂原子电子云密度或分子极性的增大而增大。     

负载型Pt-Fe/Al2O3催化剂用于室温催化氧化甲醛

采用胶体沉积法制备不同载体（Ni₂O₃、Co₃O₄、TiO₂、Al₂O₃）的Pt-Fe/MeO_x催化剂用于甲醛室温催化氧化。活性测试表明,以γ-Al₂O₃为载体的Pt-Fe/Al₂O₃催化剂具有较高的催化活性,在25℃时甲醛的转化率可达到100%,而且Pt-Fe/ Al₂O₃催化剂还表现出良好的稳定性。采用各种表征技术对Pt-Fe/Al₂O₃的形貌、价态及氧化还原性等物理化学性质进行了研究,结果表明：Pt-Fe/Al₂O₃催化剂中Pt物种和Fe物种在Al₂O₃载体的表面上均匀分散;二者之间存在着较强的相互作用,在Al₂O₃载体的表面上形成一些类似Pt-O-Fe活性物种,有效促进了Pt-Fe/Al₂O₃催化性能,从而显示出较高的氧化活性。     

钙基CO2吸附剂的惰性掺杂和形貌调控研究进展

有效捕集CO₂对于缓解亟待解决的温室效应、气候变暖、环境污染和能源危机问题具有重大意义。钙基吸附材料因为CO₂吸附容量高及成本低廉而受到了广泛关注。本文介绍了钙基吸附剂的CO₂吸附机理,着重阐述了显著提高吸附性能的两种改性方法,包括惰性掺杂和形貌调控。归纳了利用Zr、Ce、Mn、Mg、Al等塔曼温度较高或富含氧空穴的金属氧化物对氧化钙进行单掺杂和复合掺杂改性,针对合成方法、吸脱附条件、惰性组分掺杂量、钙基前体等不同参数对掺杂改性钙基CO₂吸附剂性能的影响进行总结。同时指出,采用聚苯乙烯小球、碳凝胶、碳球、表面活性剂等制备得到的中空结构球形钙基吸附剂或实心结构球形钙基吸附剂,具有良好的CO₂吸附容量和吸附稳定性。提出两种改性方法距离工业化应用还有较大的差距,亟需深入探讨吸附剂的结构与性能之间的关系,从而为吸附剂的设计提供理论指导。     

碱/碱土金属修饰Ni基催化剂的CO2吸附与甲烷化性能

采用分步浸渍法制备了碱/碱土金属修饰Ni基催化剂Ni-M/Al₂O₃ (M=K₂CO₃, Na₂CO₃, MgO, CaO)。探究了碱/碱土金属的添加对改性Ni基催化剂CO₂吸附和甲烷化性能的影响。研究发现,碱/碱土金属的添加提高了Ni/Al₂O₃催化剂表面的碱性活性位点密度,强化了其CO₂吸附性能。碱/碱土金属类型影响Ni-M/Al₂O₃催化剂碱性活性位点的分布、NiO物相的转化及Ni的分散度,进而影响其甲烷化性能。MgO添加使NiO物相转化为与载体呈强相互作用的β型和γ型NiO,降低了催化剂表面的强碱性活性位点比例,有利于CO₂吸附活化。Ni-MgO/Al₂O₃的CO₂吸附容量最高为0.68mmolCO₂/g,其CO₂转化率和CH₄选择性分别高达58.4%和95.4%,其在烟气CO₂捕集与原位甲烷化中极具应用前景。     

Na2O掺杂铝酸钙化合物物相转化与浸出性能

以分析纯试剂CaCO₃、Al₂O₃和Na₂CO₃为原料,在1350℃烧结1 h合成了Na₂O掺杂铝酸钙熟料,并采用XRD、SEM和EDS等方法研究了Na₂O掺杂CaO-Al₂O₃体系铝酸钙化合物的物相演变规律及熟料浸出性能。结果表明:当CaO和Al₂O₃的摩尔比为1.0时,CaO-Al₂O₃体系铝酸钙由CaO·Al₂O₃和12CaO·7Al₂O₃组成,而Na₂O掺杂铝酸钙熟料由CaO·Al₂O₃、12CaO·7Al₂O₃、Na₂O·Al₂O₃和Na₄Ca₃(AlO₂)₁₀组成。除形成含Na₂O化合物外,熟料中掺杂的Na₂O固溶于12CaO·7Al₂O₃中,而CaO·Al₂O₃中几乎不含Na₂O。随着熟料中Na₂O掺杂量的升高,12CaO·7Al₂O₃和Na₄Ca₃(AlO₂)₁₀的含量逐渐增加,CaO·Al₂O₃的含量逐渐降低;12CaO·7Al₂O₃和Na₄Ca₃(AlO₂)₁₀的结晶度逐渐降低,CaO·Al₂O₃的结晶度逐渐升高。Na₂O的掺杂提高了熟料在碳酸钠溶液中的浸出性能,并且使浸出渣中CaCO₃的空间群由R-3CH、P63/MMC两种转变为只含有R-3CH一种。     

Al2O3/ACF复合电极材料的制备及性能表征

以H₃PO₄预处理后的活性炭纤维(ACF)毡为原料,采用浸渍煅烧法制备Al₂O₃/ACF复合电极材料;通过扫描电镜(SEM)、比表面积及孔径分析仪(BET)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶红外光谱分析仪(FTIR)对负载Al₂O₃前后活性炭纤维的微观结构与电化学性能进行表征,利用自制的电吸附装置对NaCl模拟废水进行电吸附性能测试。结果表明,采用浸渍煅烧法成功制备了Al₂O₃/ACF复合电极材料,Al₂O₃/ACF复合体表面及孔道中有絮状或颗粒状的Al₂O₃存在,比表面积从1244.37 m²·g^-1降为974.59 m²·g^-1;同时,Al元素含量为1.06%,Al₂O₃以无晶相无定形态存在于纤维表面;Al₂O₃/ACF表面形成一些Al O键的官能团,其比电容比ACF提高76.5%。负载Al₂O₃后的ACF电极材料电吸附性能增强,除盐效率较ACF原样电极提升了2.3倍,且电极具有可再生性。Al₂O₃/ACF复合材料可以作为电极材料用于去除废水中的无机盐离子。     

复合生料无光釉的研制

叙述了复合生料釉的研制过程,讨论了MgO、CaO、ZnO、Al₂O₃、SiO₂等氧化物及Al₂O₃/SiO₂比、烧成制度和其他因素对无光釉的影响。     

Characterization and tribological investigation of sol-gel Al2O3 and doped Al2O3 films

Thin films of Al₂O₃ and doped Al₂O₃ were prepared on a glass substrate by dip coating process from specially formulated ethanol sols. The morphologies of the unworn and worn surfaces of the films were observed with atomic force microscope (AFM) and scanning electron microscope (SEM). The chemical compositions of the obtained films were characterized by means of X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The tribological properties of obtained thin films sliding against Si₃N₄ ball were evaluated and compared with glass slide on a one-way reciprocating friction tester. XPS results confirm that the target films were obtained successfully. The doped elements distribute in the film evenly and exist in different kinds of forms, such as oxide and silicate. AFM results show that the addition of the doped elements changes the structure of the Al₂O₃ films, i.e., a rougher and smoother surface is obtained. The wear mechanisms of the films are discussed based on SEM observation of the worn surface morphologies. As the results, the doped films exhibit better tribological properties due to the improved toughness. Sever brittle fracture is avoided in the doped films. The wear of glass is characteristic of brittle fracture and severe abrasion. The wear of Al₂O₃ is characteristic of brittle fracture and delamination. And the wear of doped Al₂O₃ is characteristic of micro-fracture, deformation and slight abrasive wear. The introduction of ZnO is recommended to improve the tribological property of Al₂O₃ film.     

Al2O3@TiO2复合生物载体的制备及其BSA吸附特性

通过钛酸盐和氧化钛溶胶两种制备途径在氧化铝（Al₂O₃）支撑体外包覆介孔氧化钛（TiO₂）层,分析了这两种途径制备的氧化钛表面结构与性质的差异及其对于BSA蛋白吸附性能的影响。以粒径分别为0.37、10.4和21.8 mm的三种氧化铝支撑体作为基材,用XRD、Raman分析了两种路径制备的氧化钛晶型均为锐钛矿相;N₂吸脱附分析其比表面积均在（100±10）m²·g^-1,两者具有相似的介孔结构。FESEM分析发现钛酸钾溶胶制备的氧化钛的形貌受到支撑体孔径的影响。对于在牛血清蛋白（BSA）吸附实验中,钛酸钾溶胶法包覆的20 mm粒径复合载体（SP20@K-TiO₂）吸附量为22.18 mg·g^-1,高于相同条件下氧化钛溶胶制备的Al₂O₃@TiO₂复合载体。SP20@K-TiO₂ 中TiO₂吸附量为150.88 mg·g^-1,相比于TiO₂粉体,复合载体中TiO₂对BSA蛋白吸附的性能得到提升。     

Subsolidus phase relationships in part of the system Si, Al, Ca/N, O

Subsolidus phase relationships in the region bounded by Si₃N₄, SiO₂, CaSiO₃, 2CaO.Al₂O₃.SiO₂, CaO.Al₂O₃, Al₂O₃ and β'-Si₂Al₄O₄N₄(β₆₀) have been studied. A new quinary phase with composition near to CaO. 1·33Al₂O₃.0·67Si₂N₂O (designated as S-phase) and a complete series of solid solution between S-phase and CaO.2Al₂O₃ were found. Fourteen compatible tetrahedra, of which five contain S-phase, occur in the region explored. They are as follows: X₁-SiO₂-anorthite-mullite; X₁-anorthite-mullite-Al₂O₃; X₁-anorthite-Al₂O₃-β₆₀; X₁-anorthite-β₆₀-Si₃N₄; X₁-anorthite-Si₃N₄-Si₂N₂O; X₁-anorthite-Si₂N₂O-SiO₂; anorthite-Si₂N₂O-SiO₂-CaSiO₃; anorthite-Si₂N₂O-CaSiO₃-gehlenite; anorthite-Si₂N₂O-gehlenite-Si₃N₄; S-anorthite-Al₂O₃-β₆₀; S-Al₂O₃-CaO.2Al₂O₃-gehlenite; S-Al₂O₃-gehlenite-anorthite; S-gehlenite-anorthite-Si₃N₄; S-anorthite-Si₃N₄-β₆₀.     

Hydrogen production from steam reforming of methanol over CuO/ZnO/Al2O3 catalysts: Catalytic performance and kinetic modeling

A series of CuO/ZnO/Al_2O_3, CuO/ZnO/ZrO_2/Al_2O_3 and CuO/ZnO/CeO_2/Al_2O_3 catalysts were prepared by coprecipitation and characterized by N_2 adsorption, XRD, TPR, N_2O titration and HRTEM. The catalytic performances of these catalysts for the steam reforming of methanol were evaluated in a laboratory-scale fixed-bed reactor at 0.1 MPa and temperatures between 473 and 543 K. The results showed that the catalytic activity depended greatly on the catalyst reducibility and the specific surface area of Cu. An approximate linear correlation between the catalytic activity and the Cu surface area was found for all catalysts investigated in this study.Compared to CuO/ZnO/Al_2O_3, the ZrO_2-doped CuO/ZnO/Al_2O_3 exhibited higher activity and selectivity to CO,while the CeO_2-doped catalyst displayed lower activity and selectivity. Finally, an intrinsic kinetic study was carried out over a screened CuO/ZnO/CeO_2/Al_2O_3 catalyst in the absence of internal and external mass transfer effects. A good agreement was observed between the model-derived effluent concentrations of CO(CO_2) and the experimental data. The activation energies for the reactions of methanol-steam reforming, water-gas shift and methanol decomposition over CuO/ZnO/CeO_2/Al_2O_3 were 93.1, 85.1 and 116.5 k J·mol~(-1), respectively.     

高温抗烧结吸附剂对SeO2捕集性能

使用气固瞬时反应装置在700~1100℃下对不同氧化物（氧化镁、氧化铁、氧化铝、氧化钙）的硒捕集性能进行研究,确定吸附产物性质。基于此选取相应的典型矿物及双组分抗烧结吸附剂改善硒高温吸附能力。结果表明：900℃前氧化钙捕集效果最好,但1100℃时其吸附量迅速降低到167.59μg/g;γ-氧化铝在高温下捕集效果较好,1100℃时吸附量可达415.04μg/g,这与其优异的孔隙结构有关。钙基矿物方解石因其具有一定的抗烧结能力和发达的孔隙结构,表现出更好的高温捕集能力,1100℃时吸附量可提高到1064.97μg/g。双组分吸附剂高温捕集能力展现出不同程度的提高。钙-铝基吸附剂高温捕集性能提高相对较小;而钙-硅基吸附剂在高温下效果远高于单组分吸附剂,与氧化钙相比,1100℃时可提高1787.21μg/g。